正常人動(dòng)脈血管血流動(dòng)力學(xué)特征探討

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院京苑社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心（100730）張建忠

人體的動(dòng)脈血管壁主要由彈性纖維和呈環(huán)形排列的平滑肌構(gòu)成。交感神經(jīng)節(jié)后纖維由交感干（truncus sympathicus）發(fā)出，沿動(dòng)脈血管呈網(wǎng)狀分布，且為無(wú)髓鞘的C型慢傳導(dǎo)纖維，其傳導(dǎo)速度僅為0.3～1.6m/s。當(dāng)交感神經(jīng)沖動(dòng)沿血管壁傳導(dǎo)時(shí)，動(dòng)脈血管的收縮活動(dòng)應(yīng)該具有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，即表現(xiàn)為由近端向遠(yuǎn)端逐漸移行的收縮活動(dòng)，稱為動(dòng)脈血管的移行性收縮運(yùn)動(dòng)（MCA）。MCA具有推動(dòng)血流前進(jìn)、為微循環(huán)提供充分灌注壓力的生理功能。

過(guò)去人們一直以為心臟是推動(dòng)血流前進(jìn)的唯一動(dòng)力，而動(dòng)脈血管平滑肌只起到調(diào)節(jié)血管阻力的作用。這是因?yàn)槿藗儧](méi)有考慮到MCA的存在。事實(shí)上不僅血管平滑肌表現(xiàn)為移行性收縮活動(dòng)，分布在整個(gè)胃腸道的平滑肌都具有移行性收縮的特征。例如食管平滑肌的蠕動(dòng)、胃排空運(yùn)動(dòng)、胃和小腸消化間期移行性復(fù)合運(yùn)動(dòng)（migrating motor complex, MMC）以及結(jié)腸的集團(tuán)運(yùn)動(dòng)（mass movement）等，都具有推進(jìn)消化道內(nèi)容物前進(jìn)的動(dòng)力作用。由此可見(jiàn)，心臟的收縮僅僅為血液循環(huán)提供了一部分動(dòng)力，并不是全部。為探討動(dòng)脈收縮活動(dòng)的特征，本研究對(duì)10例健康志愿者采用無(wú)創(chuàng)的方法進(jìn)行了血管運(yùn)動(dòng)功能的檢測(cè)。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 正常志愿者10例，男性7例，女性3例，年齡19～24歲，平均21.3歲。

1.2 儀器 使用HEM-403C充氣袖帶式壓力傳感器（Omron Corporation, Japan），袖帶寬度為12cm，其輸出信號(hào)經(jīng)放大和A/D轉(zhuǎn)換后由計(jì)算機(jī)采集處理，壓力信號(hào)采集頻率為250Hz。

1.3 檢測(cè)方法檢測(cè)前對(duì)儀器分別在0和100mmHg壓力進(jìn)行校正，排空袖帶內(nèi)的殘余氣體。受檢者取平臥位，將袖帶縛于上臂，袖帶下緣距肘窩2～3cm，其松緊度以受檢者不感覺(jué)袖帶過(guò)緊或過(guò)松，且能在袖帶和上臂間容納一個(gè)手指為宜。檢測(cè)時(shí)首先向袖帶內(nèi)充氣，使壓力達(dá)150mmHg以上，然后緩慢放氣，放氣速度應(yīng)保持在3～5mmHg/s范圍，在緩慢放氣的整個(gè)過(guò)程中連續(xù)記錄袖帶內(nèi)的壓力變化。

1.4 數(shù)據(jù)處理 從袖帶內(nèi)記錄到的壓力包含了兩種成分，即袖帶緩慢放氣產(chǎn)生的壓力變化和動(dòng)脈血流沖擊袖帶產(chǎn)生的壓力變化。由于前者是一個(gè)變化率相對(duì)恒定的壓力值，后者是隨心血管功能變化的壓力值。為區(qū)分開(kāi)這兩種不同的成分，本研究采用壓力變化率（一階導(dǎo)數(shù)，dP/dT）作為血流動(dòng)力學(xué)的觀察指標(biāo)，以kPa/s表示，而將袖帶內(nèi)壓力絕對(duì)值作為人為施加給動(dòng)脈的壓力負(fù)荷。

1.5 觀察指標(biāo) 觀察在對(duì)動(dòng)脈施加不同壓力狀態(tài)下dP/dT圖形變化的特征。

2 結(jié)果

2.1 在10例受檢者中每人均獲得了穩(wěn)定的dP/dT脈象圖形，經(jīng)重復(fù)檢測(cè)其圖形特征沒(méi)有明顯改變。

附圖 正常人上臂動(dòng)脈dP/dT圖形

2.2 在對(duì)動(dòng)脈施加不同壓力狀態(tài)下每次動(dòng)脈搏動(dòng)產(chǎn)生的dP/dT波形和振幅各不相同（見(jiàn)附圖）。正常dP/dT波形依次由一個(gè)正相波（Uw）和三個(gè)負(fù)相波組成。正常人脈搏dP/dT圖形在外加壓力為70～80mmHg時(shí)具有最高振幅（U w m a x），與人體動(dòng)脈舒張壓（MAP）水平接近。Uw為高尖狀波形，持續(xù)時(shí)間為0.21±0.04s，Uwmax為40.15±7.48kPa/s。第一負(fù)相波(Dw1)在外加壓力為100mmHg以上時(shí)體現(xiàn)最明顯，為一短暫和矮小的波形，振幅為-11.15±4.24kPa/s，持續(xù)時(shí)間0.08±0.02s隨外加壓力的減低Dw1逐漸消失。第二負(fù)相波(Dw2)在外加壓力為100mmHg以上時(shí)便可觀察到，隨外加壓力的減低Dw2負(fù)向振幅逐漸加深。第三負(fù)相波(Dw3)在外加壓力較低時(shí)才可明顯地觀察到，其特征為淺而寬的負(fù)相波形。

3 討論

對(duì)于脈搏波形的研究國(guó)外已有一些報(bào)道[1～5]。典型的脈搏波形表現(xiàn)為雙峰圖形，其中重搏波具有多變的特點(diǎn)，多數(shù)人認(rèn)為重搏波與動(dòng)脈血管彈性有關(guān)。本研究采用對(duì)血管外部施加不同壓力的方法研究血管的運(yùn)動(dòng)，這一方法很類似中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的脈診方法：即手指對(duì)動(dòng)脈血管施加不同的壓力，用手指感受血管搏動(dòng)的特征，根據(jù)感受到的特征推斷人體的病理生理學(xué)改變。這種傳統(tǒng)的診斷方法在我國(guó)已經(jīng)流傳了幾千年，成為中醫(yī)診斷學(xué)的一個(gè)重要組成部分。雖然這種傳統(tǒng)方法簡(jiǎn)便易行，但是缺乏客觀的、可直接表達(dá)的診斷依據(jù)。本研究所采用的檢測(cè)方法恰恰解決了這一問(wèn)題。

以充氣袖帶作為傳感器獲得的正常人dP/dT圖形包含了連續(xù)出現(xiàn)的4個(gè)波形成分，依次由一個(gè)正相波和三個(gè)負(fù)相波組成（附圖）。

Uw是唯一的正相波，它表明有一股血流進(jìn)入了被檢測(cè)截段的血管，并可以反映出血流進(jìn)入的速度、力度和流量。

Dw1是第一個(gè)負(fù)向波，它表明進(jìn)入的血流開(kāi)始流出被檢測(cè)截段的血管。

Dw2是第二個(gè)負(fù)向波，它緊接Dw1之后并與Dw1融合形成一個(gè)深的負(fù)向波。它表明有一個(gè)非常鮮明的力量推動(dòng)血液離開(kāi)被檢測(cè)截段的血管。 Dw2可能是MCA的重要標(biāo)志。

現(xiàn)代生理學(xué)研究提示，平滑肌細(xì)胞的收縮活動(dòng)不僅受神經(jīng)體液因素調(diào)節(jié)，也受局部因素的作用。多種直接刺激因素（如機(jī)械的、電的、溫度的、化學(xué)的刺激等）也可導(dǎo)致平滑肌收縮。心臟射血導(dǎo)致動(dòng)脈血管彈性擴(kuò)張對(duì)平滑肌便是一種機(jī)械性刺激，它可能會(huì)直接引起平滑肌細(xì)胞膜電位的改變，從而誘發(fā)動(dòng)作電位；此外，在動(dòng)脈血管壁的外膜有大量的交感神經(jīng)分布，交感神經(jīng)興奮時(shí)可引起動(dòng)脈管壁收縮。MCA很可能是被動(dòng)性血管壁擴(kuò)張誘發(fā)的血管平滑肌主動(dòng)收縮產(chǎn)生的移行性（由近向遠(yuǎn)）收縮活動(dòng)，但是不能完全除外神經(jīng)因素。在心臟、脊髓交感神經(jīng)中樞和外周血管平滑肌可能存在一個(gè)尚未被人們發(fā)現(xiàn)的反射弧，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在心室與冠狀動(dòng)脈等處廣泛分布著由交感傳入的感受器，且縮血管緊張性沖動(dòng)來(lái)源于脊髓側(cè)角[6]。心肌去極化釋放出鉀離子使交感傳入的感受器受到刺激而興奮，通過(guò)脊髓反射引起外周血管收縮。Dw2發(fā)生于血管壁充盈之后，其生理意義可能是在心臟收縮作功結(jié)束的同時(shí)，血管平滑肌以移行性收縮的方式繼續(xù)作功，推動(dòng)血流向末梢前進(jìn)，使末梢小動(dòng)脈對(duì)微循環(huán)保持充分的灌注壓。

綜上所述，本研究建立了一種無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)動(dòng)脈血管功能的方法，通過(guò)這種方法初步證實(shí)動(dòng)脈血管不僅具有傳導(dǎo)血液的功能，可能還具有推動(dòng)血流向前進(jìn)，使微循環(huán)保持充分灌注壓的功能，提出了動(dòng)脈血管移行性收縮運(yùn)動(dòng)（migrating contraction of artery，MCA）的概念。目前對(duì)于MCA的研究尚處于萌芽階段，還有待更多和更深入的研究。